JP2963546B2 - Recording head - Google Patents

Recording head

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JP2963546B2
JP2963546B2 JP41668290A JP41668290A JP2963546B2 JP 2963546 B2 JP2963546 B2 JP 2963546B2 JP 41668290 A JP41668290 A JP 41668290A JP 41668290 A JP41668290 A JP 41668290A JP 2963546 B2 JP2963546 B2 JP 2963546B2
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卓朗 関谷
隆 木村
好夫 渡辺
栄子 鈴木
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14088Structure of heating means
    • B41J2/14112Resistive element
    • B41J2/14129Layer structure

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、記録ヘッド、より詳細には、プ
リンタ等において使用するサーマルヘッド或いはバブル
ジェットヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording head, and more particularly, to a thermal head or a bubble jet head used in a printer or the like.

【0002】[0002]

【従来技術】図2は、従来のサーマルヘッドの一例を説
明するための要部断面図で、図中、1は基板、2は発熱
抵抗体層、3は選択電極、4は共通電極、5は保護層、
6は共通電極補強部材、7はリード線のボンデングパッ
ト部、8は発熱部で、周知のように、発熱抵抗体層2の
上に、発熱部8となる開口を形成するように選択電極3
と共通電極4を形成するとともに、この発熱部8を保護
層5で覆い、記録信号に応じて、選択電極3と共通電極
4との間に発熱抵抗体2を通して電流を流し、該発熱抵
抗体2より熱を発生させて感熱記録を行うものである。
而して、上述のごとき従来のサーマルヘッドにおいて
は、ペーパ排出側に、図示のごとく、共通電極4を有
し、その幅は約3mm程度であった。ところが、この種の
サーマルヘッドは、小型化及び共通電極での電圧ドロッ
プ等の点で問題があり、これらの観点より、最近では、
折り返し型が適用されはじめている。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a sectional view of an essential part for explaining an example of a conventional thermal head. In the drawing, 1 is a substrate, 2 is a heating resistor layer, 3 is a selection electrode, 4 is a common electrode, and 5 is a common electrode. Is a protective layer,
6 is a common electrode reinforcing member, 7 is a bonding pad portion of a lead wire, and 8 is a heating portion. As is well known, a selection electrode is formed on the heating resistor layer 2 so as to form an opening serving as the heating portion 8. 3
And the common electrode 4, and the heat generating portion 8 is covered with a protective layer 5, and a current flows between the selection electrode 3 and the common electrode 4 through the heat generating resistor 2 in accordance with a recording signal. 2, heat is generated and heat-sensitive recording is performed.
Thus, in the conventional thermal head as described above, the common electrode 4 was provided on the paper discharge side as shown in the figure, and its width was about 3 mm. However, this type of thermal head has problems in terms of miniaturization, voltage drop at a common electrode, and the like.
Folding molds are beginning to be applied.

【0003】図3は、上記の折り返し型記録ヘッドの一
例を説明するための要部断面図、図4は、その平面構成
図で、図中、9は折り返し電極を示し、その他、図2に
示した例と同様の作用をする部分には、図2の場合と同
一の参照番号が付してある。而して、この折り返し型記
録ヘッドは、発熱抵抗体の2箇所で1ドット印字を行う
ものであり、図2に示した記録ヘッドに対して倍の配線
密度になるため、高密度ヘッドになると製造が困難にな
る。特に、バブルジェットヘッドにおいては、端面より
インクを吐出する必要があるため、従来より、この折り
返し型の記録ヘッドが用いられているが、高密度化に対
しては、やはり難点がある。上述のごとき問題点を解決
するために、多層電極構造の記録ヘッドが提案されてい
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part for explaining an example of the above-mentioned folded type recording head, FIG. 4 is a plan view of the same, and FIG. 2 shows a folded electrode 9 and FIG. Parts that perform the same operations as in the example shown are given the same reference numerals as in FIG. The folded recording head prints one dot at two locations on the heating resistor, and has a wiring density twice that of the recording head shown in FIG. Manufacturing becomes difficult. In particular, in a bubble jet head, since it is necessary to discharge ink from an end face, this folded type recording head has been conventionally used. However, there is still a problem in increasing the density. In order to solve the above problems, a recording head having a multilayer electrode structure has been proposed.

【0004】図5は、本出願人が先に提案した多層電極
構造の記録ヘッド(特開平1−115640号公報)の
一例を説明するための要部断面図で、図中、10は基
板、11は第1の電極(共通電極)、12は絶縁層、1
3は発熱抵抗体層、14は第2の電極(選択電極)、1
5は保護層、16は第1電極(共通電極)のボンデング
パット、17は第2電極(選択電極)のボンデングパッ
ト、18は発熱部で、下層の共通電極11は絶縁層12
に設けられたコンタクトホールを通して発熱抵抗体層1
3に接続されており、この下層の共通電極11と上層の
選択電極14との間に発熱抵抗体層13を通して記録信
号に応じて電流を流すことにより、発熱部18に熱を発
生し、これにより、感熱記録紙に熱を与え、或いは、イ
ンク中にバブルを発生してインク滴を吐出するものであ
る。しかしながら、上記従来の多層電極構造の記録ヘッ
ドにおいては、下層の第1電極(共通電極)が放熱体の
働きをしてしまい、熱効率が低下してしまうという問題
があった。
FIG. 5 is a sectional view of an essential part for explaining an example of a recording head having a multilayer electrode structure proposed by the present applicant (Japanese Patent Laid-Open No. 1-115640). 11 is a first electrode (common electrode), 12 is an insulating layer, 1
3 is a heating resistor layer, 14 is a second electrode (selection electrode), 1
5 is a protective layer, 16 is a bonding pad of a first electrode (common electrode), 17 is a bonding pad of a second electrode (selection electrode), 18 is a heating section, and the lower common electrode 11 is an insulating layer 12.
Heating resistor layer 1 through contact holes provided in
3 through the heating resistor layer 13 between the lower common electrode 11 and the upper selection electrode 14 in accordance with a recording signal, thereby generating heat in the heating portion 18. Thus, heat is applied to the heat-sensitive recording paper, or bubbles are generated in the ink to eject ink droplets. However, in the above-described conventional recording head having a multi-layer electrode structure, there is a problem that the lower first electrode (common electrode) functions as a heat radiator, and the thermal efficiency is reduced.

【0005】[0005]

【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、特に、記録ヘッドを多層電極構造として高密度
化を達成するとともに、熱効率の低下を防止することを
目的としてなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has been made in order to achieve a high density recording head having a multi-layered electrode structure and to prevent a decrease in thermal efficiency. is there.

【0006】[0006]

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
絶縁された基板と、該基板の上に形成された第1の電極
層と、該第1の電極層の上に形成された絶縁体層と、該
絶縁体層の上に形成された発熱抵抗体パターン層と、該
発熱体抵抗体パターン層の上に形成された第2の電極パ
ターン層を有し、前記第1の電極が前記絶縁体層に設け
られたコンタクトホールを通して前記発熱抵抗体パター
ン層と接続される記録ヘッドにおいて、少なくとも前記
発熱抵抗体パターン層のパターン部の下には、前記第1
電極層を有しないこと、更には、(2)前記第1電極層
の少なくとも前記第1電極層を設けない部分の凹部に耐
熱樹脂層あるいは耐熱樹脂層とその上に形成された無機
物絶縁体膜の2層構造あるいは無機絶縁体膜を設けて前
記凹部を平滑化したこと、或いは、(3)絶縁された基
板と、該基板の上に形成された第1の電極層と、該第1
の電極層の上に形成された絶縁体層と、該絶縁体層の上
に形成された発熱抵抗体パターン層と、該発熱体抵抗体
パターン層の上に形成された第2の電極パターン層を有
し、前記第1の電極が前記絶縁体層に設けられたコンタ
クトホールを通して前記発熱抵抗体パターン層と接続さ
れる記録ヘッドにおいて、少なくとも前記発熱抵抗体パ
ターン層のパターン部の下の第1電極層を陽極酸化した
ことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例に
基いて説明する。
To achieve the above object, the present invention provides (1)
An insulated substrate, a first electrode layer formed on the substrate, an insulator layer formed on the first electrode layer, and a heating resistor formed on the insulator layer And a second electrode pattern layer formed on the heating element resistor pattern layer, wherein the first electrode passes through a contact hole provided in the insulator layer. In the recording head connected to the layer, at least below the pattern portion of the heating resistor pattern layer, the first
No electrode layer, and (2) a heat-resistant resin layer or a heat-resistant resin layer and an inorganic insulator film formed thereon at least in a concave portion of the first electrode layer where the first electrode layer is not provided. (2) providing a two-layer structure or an inorganic insulator film to smooth the recess, or (3) providing an insulated substrate, a first electrode layer formed on the substrate,
An insulator layer formed on the electrode layer, a heating resistor pattern layer formed on the insulator layer, and a second electrode pattern layer formed on the heating resistor pattern layer Wherein the first electrode is connected to the heating resistor pattern layer through a contact hole provided in the insulator layer, wherein at least a first portion below a pattern portion of the heating resistor pattern layer is provided. It is characterized in that the electrode layer is anodized. Hereinafter, a description will be given based on an example of the present invention.

【0007】図1は、本発明による記録ヘッドの製造を
説明するための図であるが、以下、図1を参照しなが
ら、本発明の実施例について説明する。step1(図1
(a))まず、基板(バブルジェットの場合は絶縁膜を
形成したシリコンウェーハ、サーマルヘッドの場合はグ
レーズドアルミナ基板)10に下電極(共通電極)11
を形成する。下電極11の材料は、請求項1及び2にお
いては制限されないが、請求項3の場合には、陽極酸化
できる材料(例えばAl、Ta等)である。step2(図
1(b))次にフォトリソグラフィーによりレジストパ
ターン20を形成する。step3(図1(c),
(c)′)請求項1の場合;下電極11の材料をエッチ
ング除去し、レジスト20を除去する。請求項2の場
合;請求項1においてエッチングした凹部に、耐熱樹脂
層、耐熱層とその上に形成された無機絶縁体膜との2層
構造、或いは、無機絶縁体膜等を形成する。これら等は
凹部だけでなく、下電極表面全面に形成してもよい。た
だし、全面に形成した場合は、上電極とのコンタント部
及びボンディング部は除去しなければならない。請求項
3の場合;レジストパターン部における下電極11の表
面を陽極酸化21し、レジストを除去する。なお、図1
(c)はこの請求項3の場合を示し、(c)′図は
(c)図の平面図である。step4(図1(d))絶縁膜
12を形成する。形成はマスクスパッタ等で図のような
形状に形成するか、全面形成後パターニングしても良
い。step5(図1(e))抵抗体膜13及び上電極14
を形成する。step6(図1(f))抵抗体膜13及び上
電極14をパターニングする。なお、(f)′図は
(f)図の平面図である。step7(図1(g))保護膜
15を形成し、これにより、本発明による記録ヘッドが
完成する。
FIG. 1 is a diagram for explaining the manufacture of a recording head according to the present invention. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. step1 (Fig. 1
(A)) First, a substrate (a silicon wafer on which an insulating film is formed in the case of a bubble jet, a glazed alumina substrate in the case of a thermal head) 10 is provided on a lower electrode (common electrode) 11.
To form Although the material of the lower electrode 11 is not limited in the first and second aspects, in the case of the third aspect, it is a material that can be anodized (for example, Al, Ta, or the like). step2 (FIG. 1B) Next, a resist pattern 20 is formed by photolithography. step3 (Fig. 1 (c),
(C) ') In the case of claim 1, the material of the lower electrode 11 is removed by etching, and the resist 20 is removed. In the case of claim 2, a two-layer structure of a heat-resistant resin layer, a heat-resistant layer and an inorganic insulator film formed thereon, or an inorganic insulator film is formed in the recess etched in claim 1. These may be formed not only on the concave portions but also on the entire lower electrode surface. However, when formed over the entire surface, the contact portion with the upper electrode and the bonding portion must be removed. In the case of claim 3, the surface of the lower electrode 11 in the resist pattern portion is anodized 21 to remove the resist. FIG.
(C) shows the case of claim 3, and (c) 'is a plan view of (c). step 4 (FIG. 1D) An insulating film 12 is formed. The pattern may be formed by mask sputtering or the like, or may be patterned after forming the entire surface. step 5 (FIG. 1E) Resistor film 13 and upper electrode 14
To form Step 6 (FIG. 1F) The resistive film 13 and the upper electrode 14 are patterned. FIG. (F) ′ is a plan view of FIG. Step 7 (FIG. 1G) A protective film 15 is formed, thereby completing the recording head according to the present invention.

【0008】[0008]

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、多層電極構造により高密度化を達成し、かつ熱効率
の良いへッドを提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to achieve a high-density and to provide a head with high thermal efficiency by a multilayer electrode structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による記録ヘッドの製造工程及び本発明
による記録ヘッドの一実施例を説明するための図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating a manufacturing process of a recording head according to the present invention and an embodiment of the recording head according to the present invention.

【図2】従来の記録ヘッドの例を説明するための要部断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view of an essential part for explaining an example of a conventional recording head.

【図3】従来の記録ヘッドの他の例を説明するための要
部断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of an essential part for explaining another example of a conventional recording head.

【図4】図3に示した記録へッドの平面構成図である。FIG. 4 is a plan view of the recording head shown in FIG. 3;

【図5】従来の多層電極構造の記録へッドの一例を説明
するための要部断面構成図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part for explaining an example of a conventional recording head having a multilayer electrode structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 11 第1電極(共通電極) 12 絶縁層 13 発熱抵抗体パターン層 14 第2電極(選択電極) 15 保護層 18 発熱部 20 フォトレジスト 21,22 陽極酸化部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 11 1st electrode (common electrode) 12 Insulating layer 13 Heating resistor pattern layer 14 2nd electrode (selection electrode) 15 Protective layer 18 Heating part 20 Photoresist 21,22 Anodizing part

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 好夫 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 鈴木 栄子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭62−116166(JP,A) 特開 昭64−61264(JP,A) 特開 昭62−208960(JP,A) 特開 昭63−151468(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/335 B41J 2/05 Continued on the front page (72) Inventor Yoshio Watanabe 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company (72) Inventor Eiko Suzuki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stock Company Ricoh (56) References JP-A-62-116166 (JP, A) JP-A-64-61264 (JP, A) JP-A-62-208960 (JP, A) JP-A-63-151468 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B41J 2/335 B41J 2/05

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 絶縁された基板と、該基板の上に形成さ
れた第1の電極層と、該第1の電極層の上に形成された
絶縁体層と、該絶縁体層の上に形成された発熱抵抗体パ
ターン層と、該発熱体抵抗体パターン層の上に形成され
た第2の電極パターン層を有し、前記第1の電極が前記
絶縁体層に設けられたコンタクトホールを通して前記発
熱抵抗体パターン層と接続される記録ヘッドにおいて、
少なくとも前記発熱抵抗体パターン層のパターン部の下
には、前記第1電極層を有しないことを特徴とする記録
ヘッド。
1. An insulated substrate, a first electrode layer formed on the substrate, an insulator layer formed on the first electrode layer, and a first electrode layer formed on the first electrode layer. A heating resistor pattern layer formed thereon; and a second electrode pattern layer formed on the heating resistor pattern layer, wherein the first electrode passes through a contact hole provided in the insulator layer. In the recording head connected to the heating resistor pattern layer,
A recording head, wherein the first electrode layer is not provided at least below a pattern portion of the heating resistor pattern layer.
【請求項2】 前記第1電極層の少なくとも前記第1電
極層を設けない部分の凹部に耐熱樹脂層あるいは耐熱樹
脂層とその上に形成された無機物絶縁体膜の2層構造あ
るいは無機絶縁体膜を設けて前記凹部を平滑化したこと
を特徴とする請求項1に記載の記録ヘッド。
2. A two-layer structure of a heat-resistant resin layer or a heat-resistant resin layer and an inorganic insulator film formed thereon at least in a concave portion of the first electrode layer where the first electrode layer is not provided, or an inorganic insulator. 2. The recording head according to claim 1, wherein a film is provided to smooth the recess.
【請求項3】 絶縁された基板と、該基板の上に形成さ
れた第1の電極層と、該第1の電極層の上に形成された
絶縁体層と、該絶縁体層の上に形成された発熱抵抗体パ
ターン層と、該発熱体抵抗体パターン層の上に形成され
た第2の電極パターン層を有し、前記第1の電極が前記
絶縁体層に設けられたコンタクトホールを通して前記発
熱抵抗体パターン層と接続される記録ヘッドにおいて、
少なくとも前記発熱抵抗体パターン層のパターン部の下
の第1電極層を陽極酸化したことを特徴とする記録ヘッ
ド。
3. An insulated substrate, a first electrode layer formed on the substrate, an insulator layer formed on the first electrode layer, and a first electrode layer formed on the first electrode layer. A heating resistor pattern layer formed thereon; and a second electrode pattern layer formed on the heating resistor pattern layer, wherein the first electrode passes through a contact hole provided in the insulator layer. In the recording head connected to the heating resistor pattern layer,
A recording head, wherein at least a first electrode layer below a pattern portion of the heating resistor pattern layer is anodized.
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